 强波器电路设计要点
图27所示的为此次将要制作的电视用VHF强波器的电路图。以下说明其设计方法。 |
| 图27 拟制作的电视用强波器的电路图(电视的1ch~12ch频率为90M~220MHz。此处的设计值为30M~300MHz(at-3dB).功率增益值26dB，IC的电源经由传输信号的同轴电缆供给) |
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▲阻抗匹配的取得
宽带放大器的输入输出阻抗为50Ω，而电视机的输入阻抗为75Ω，因此，如图28所示，需要做阻抗匹配。但如果直接连接，SWR=75/50=1.5，虽然会发生少许的反射，但实际应用时几乎没有什么问题。
图(b)串联了25Ω的电阻，因此，由天线望进去的阻抗与电视机端的阻抗都是75Ω，而者可以取得匹配。由於串联了25Ω，会导致6dB的损失。在此，使用图(b)的方法获取阻抗匹配。 |
图28 高频电路应该阻抗匹配(由於µPC1658C的输入输出阻抗是50Ω，电视用的同轴电缆为75Ω，因此，需要做50Ω/75Ω的阻抗匹配) | |
▲频带宽BW的决定
根据设计要求，频率宽为90MHz~220MHz。其中高端截止特性取决于负反授电阻RF值。根据图26(b)，RF=470Ω时，在200MHz范围内可以获得平坦的增益特性。低频截止频率(3dB衰减)预留30MHz的富裕量，并据此决定输入电容器Ci大小。图29为是Ci取值演算图。
其中图(a)的频率为200MHz，Ci所形成的电抗Xc可以忽略不计，此时的电流用Ia表达。
图(b)的情况是当频率=30MHz时Xc等于150Ω，此时的电流强度用Ib来表达，则|Ib|=|Ia|/ ，故宽频放大器的功率增益将衰减3dB，此时Ci电容器值计算如下：
Ci=  fXc = x30x106x150=35.4pF
在这里我们取Ci 33pF。 |
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图29 输入结合电容器Ci值的决定(所制作的宽带放大器的低频率
截止频率为30MHz，这个值可以由输入电容器Ci值决定) |
▲功率增益Gp
功率放大增益GP以10dB为设计目标。增益太高时容易发生振荡，这在实际制作时要懂得合适为好的道理。在此设定功率增益GP在20dB以下。
在图26b)所示的电路中，Rf=470Ω时的功率放大率约为26dB，但在图27的实际电路中，由於串入阻抗匹配用电路，会使放大率下降6dB，因此，电路的总体功率增益Gp=26-6=20dB |
▲允许功耗与电源电压；
由於强波器可能装设在天线的正下方，也就是要暴露在大气中，因此设计环境应用温度以75℃为限。
图30所示的为µPCI658C允许功耗与电源电压间的关系。根据图(a)的特性曲线，可得允许功耗PT=360mW。实际上也可以利用 公式来演算求取该PT值。
接着使用图(b)选定电源电压。
如果Vcc=9V，则电路工作电流Icc=32mA，功耗P=9Vx 32mA=288mW，落入75℃时的允许功耗范围内。 |
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图30 µPC1658C允许功耗与电源电压关系
(强波器的设计要考虑到户外应用的情况，视环境最高温度选取合适的工作电压，确保其功耗在允许范围内。 |
电视用强波器印刷电路基板的制作
图31所示的为电视用强波器的印刷电路图样与零件配置。
左图零件配置图也是从零件面所观看的图面，印刷电路基板的材质为单面树脂基板。
在绘制PCB铜箔图样时，要将接地面尽可能地宽大，在IC输入端子⑥与输出端子③之间，应设计接地铜箔做为隔离，防止输入输出间的耦合。
铜箔图样拉得太长或复杂时，容易发生振荡，为了使接地铜箔图样简单化，可以适当使用了跳线(jumper)。
在装配电阻、电容等零件时，管脚线应愈短愈好，电阻也应采卧式。
对於完成后的印刷电路基板，可以使用铜板加以隔离。 |
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(此PCB墨稿为1:1图，也可利用激光打印机直接出稿) | |
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| PCB Protel文件格式下栽 | |
图31 电视用强波器的印刷电路基板图(由於是高频电路，接地图样要宽广，以使电路稳定。且利用接地图
样达到散热效果。在焊接後，用黏着剂固定) |
▲如何在室外天线上装设强波器
强波器装设在靠近天线正下方时的情形如图32所示。
将所制作的基板装入盒内，装设在天线柱上，将输人端与天线本体的同轴连接端子连接，输出则以同轴电缆配线至电视机为止，但并非直接连接到电视机上。
由於强波器需要供给电源，可以如图32所示，将电源经过线圈供给，而将信号经过电容器隔离后与电视连接。 |
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图32 电视用的强波器的使用方法
(强波器装设在室外的天线下方时，应装入盒内并封以防水剂，而且注意将电缆线由下方引入盒内) |
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高频放大器设计与制作
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